某某市花枝水库可行性研究报告
来源：会考 发布时间：2020-08-17 点击：
某某省某某市花枝水库工程可行性研究报告
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某某省某某市花枝水库工程可行性研究报告
院
长 ：
水利分院院长：
水利分院总工：
审
查 ：
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目录 1 综合说明 ........................................ 1 1.1 概述 ......................................... 1 1.1.1 自然地理概况 ........................... 1 1.1.2 社会经济概况 ........................... 2 1.1.3 中部引黄工程概况 ....................... 3 1.1.4 项目建设的必要性和任务 ................. 4 1.1.5 工程任务及内容 ......................... 6 1.1.6 供水范围 ............................... 6 1.2 水文 ......................................... 6 1.2.1 流域概况 ............................... 6 1.2.2 气象 ................................... 6 1.2.3 水文基本资料 ........................... 7 1.2.4 设计年径流 ............................. 7 1.2.5 设计洪水 ............................... 8 1.2.6 设计泥沙 ............................... 9 1.3 工程地质 .................................... 10 1.3.1 区域地质 .............................. 10 1.3.2 库区工程地质 .......................... 10 1.3.3 坝址工程地质 ........................... 11 1.3.4 天然建筑材料 .......................... 15
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1.4 工程任务和规模 .............................. 16 1.4.1 工程建设的必要性 ...................... 16 1.4.2 工程任务和需水分析 .................... 17 1.4.3 水库特征水位选择 ...................... 18 1.4.4 径流调节 .............................. 19 1.4.5 洪水调节 .............................. 19 1.4.6 工程建设的可行性 ...................... 19 1.5 工程布置及主要建筑物 ........................ 20 1.5.1 工程等级与标准 ........................ 20 1.5.2 水库枢纽工程 .......................... 20 1.5.3 坝型比选 .............................. 21 1.5.4 水库枢纽建筑物设计 .................... 24 1.6 机电及金属结构 .............................. 24 1.7 工程管理 .................................... 25 1.8 施工组织设计 ................................ 27 1.8.1 施工条件 .............................. 27 1.8.2 施工导流 .............................. 27 1.8.3 主体工程施工 .......................... 28 1.8.4 施工布置 .............................. 29 1.8.5 施工进度安排 .......................... 29 1.9 水库淹没处理及工程占地 ...................... 29 1.10 水土保持 ................................. 30
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1.11 环境影响评价 ............................. 32 1.12 节能设计 ................................. 34 1.13 劳动安全与工业卫生 ....................... 34 1.14 工程投资估算 ............................. 35 1.15 经济评价 ................................. 36 2 水文 ........................................... 37 2.1 流域概况 .................................................................. 37 2.2 气象 ......................................................................... 38 2.3 水文基本资料 .......................................................... 38 2.4 设计年径流 .............................................................. 38 2.4.1 地表年径流均值计算 .................... 38 2.4.2 基流均值计算 .......................... 41 2.4.3 年径流均值计算 ........................ 41 2.4.4 设计年径流计算 ........................ 41 2.5 设计洪水 .................................................................. 43 2.5.1 历史洪水 .............................. 43 2.5.2 设计暴雨 .............................. 43 2.5.3 产流计算 .............................. 47 2.5.4 汇流计算 .............................. 50 2.5.5 成果合理性分析 ........................ 61 2.6 设计泥沙 .................................................................. 62 2.6.1 悬移质输沙模数图法 .................... 62 2.6.2 雨沙模型法 ............................ 63
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2.6.3 多年平均推移质年输沙量和来沙总量 ...... 63 3 工程地质 ....................................... 65 3.1 区域地址 .................................... 65 3.1.1 自然地理与气象 ........................ 65 3.1.2 地形地貌 .............................. 65 3.1.3 地层岩性 .............................. 66 3.1.4 区域地质构造与地震 .................... 67 3.1.5 水文地质 .............................. 67 3.2 库区工程地质 ................................ 68 3.3 工程地质条件 ................................ 68 3.3.2 水文地质 .............................. 69 3.4 坝址工程地质 ................................ 69 3.4.1 上坝址工程地质 ........................ 70 3.4.2 下坝址工程地质条件 .................... 78 3.5 天然建筑材料 ................................ 84 3.5.1 混凝土细骨料 .......................... 85 3.5.2 混凝土粗骨料、块石料 .................. 85 3.5.3 土料 .................................. 86 3.6 结论与建议 .................................. 89 3.6.1 结论 .................................. 89 3.6.2 建议 .................................. 90 4 工程任务及规模 ................................. 92
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4.1 社会经济状况及工程建设的必要性 .............. 92 4.1.1 有关规划及主要成果 .................... 92 4.1.2 社会经济状况 .......................... 92 4.1.3 花枝水库建设的必要性 .................. 93 4.2 工程任务 .................................... 94 4.3 需水分析 .................................... 94 4.3.1 灌溉需水 .............................. 94 4.4 工程规模 .................................... 95 4.4.1 水位—面积—库容曲线 .................. 95 4.4.2 水库特征水位 .......................... 98 4.4.3 洪水调节及防洪特征水位 ................ 99 4.4.4 坝顶高程 ............................. 103 5 工程布置及建筑物 .............................. 107 5.1 设计依据 ................................... 107 5.1.1 工程等别及建筑物级别 ................. 107 5.1.2 设计基本资料 ......................... 108 5.2 工程选址及坝型选择 ......................... 108 5.2.1 坝址选择 ............................. 108 5.2.2 坝型选择 .............................. 111 5.2.3 泄洪、放水建筑物选择 .................. 111 5.3 枢纽工程总体布置 ............................ 117 5.4 大坝设计 .................................... 118
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5.4.1 坝体 .................................. 118 5.4.2 坝基及坝肩 ............................ 118 5.4.3 坝坡防护和加固设计 ................... 120 5.4.4 设计大坝渗流稳定分析 ................. 121 5.4.5 设计大坝稳定分析 ..................... 123 5.4.6 大坝抗震稳定复核 ..................... 126 5.5 放水塔工程设计 ............................. 127 5.6 工程观测设计 ............................... 127 5.6.1 大坝表面变形观测 ..................... 128 5.6.2 大坝浸润线观测 ....................... 128 5.7 库区岸坡治理 ............................... 128 5.8 永田渠改造 ................................. 129 6 机电及金属结构 ................................ 130 6.1 电气及照明系统 ............................. 130 6.1.1 供电电源 ............................. 130 6.1.2 主要负荷 ............................. 130 6.1.3 主要电气设备 ......................... 130 6.1.4 照明 ................................. 130 6.2 金属结构 ................................... 131 6.2.1 设计依据及工作参数 ................... 131 6.2.2 闸门设计 ............................. 131 6.2.3 工程量 ............................... 135
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7 工程管理 ...................................... 136 7.1 工程管理性质 ............................... 136 7.2 工程建设管理 ............................... 136 7.2.1 建设期管理机构 ....................... 136 7.2.2 建设管理办法 ......................... 136 7.2.3 工程招标管理 ......................... 137 7.3 工程运行管理 ............................... 137 7.3.1 运行期管理机构 ....................... 137 7.3.2 管理设施 ............................. 138 7.3.3 工程运行期管理原则及管理办法 ......... 138 7.3.4 工程监测 ............................. 139 7.3.5 建筑物管理 ........................... 139 7.4 工程管理范围和保护范围 ..................... 140 7.5 工程管理运用 ............................... 140 7.5.1 初期蓄水计划 ......................... 141 7.5.2 供水调度 ............................. 141 7.5.3 洪水调度 ............................. 142 8 施工组织设计 .................................. 143 8.1 施工条件 ................................................................. 143 8.1.1 工程条件 ............................. 143 8.1.2 自然条件 ............................. 144 8.2 施工导流 ................................................................. 145
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8.2.1 导流标准 ............................. 145 8.2.2 导流方式 ............................. 145 8.2.3 导流建筑物设计 ....................... 145 8.3 主体工程施工 ......................................................... 146 8.3.1 料场的选择与开采 ..................... 146 8.3.2 放水涵洞及放水塔施工 ................. 147 8.3.3 碾压均质土坝施工 ..................... 148 8.4 施工交通运输 ......................................................... 150 8.4.1 对外交通运输 ......................... 150 8.4.2 场内交通运输 ......................... 150 8.5 施工工厂设施 ......................................................... 150 8.5.1 混凝土系统 ........................... 150 8.5.2 机械修配及综合加工系统 ............... 151 8.6 施工总布置 ............................................................. 152 8.6.1 总布置的规划原则 ..................... 152 8.6.2 分区布置规划 ......................... 153 8.7 施工总进度 ............................................................. 154 8.7.1 设计依据 ............................. 154 8.7.2 施工分期 ............................. 154 8.7.3 施工总进度 ........................... 155 8.8 主要技术供应 ......................................................... 156 9 水库淹没处理与工程占地 ........................ 162 9.1 水库淹没影响处理 ........................... 162
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9.1.1 设计依据 ............................. 162 9.1.2 水库淹没处理范围 ..................... 162 9.1.3 水库淹没影响实物调查 .................. 162 9.1.4 库底清理规划 .......................... 163 9.1.5 水库淹没处理补偿投资估算 .............. 164 9.2 工程占地 .................................................................. 167 9.2.1 枢纽占地 .............................. 167 10 水土保持 ...................................... 171 10.1 设计依据 ................................ 171 10.2 项目区水土流失现状 ...................... 171 10.3 水土流失防治责任范围及防治分区 .......... 172 10.3.1 防治责任范围 ......................... 172 10.3.2 防治分区 ............................. 172 10.4 水土流失防治措施 ........................ 173 10.4.1 枢纽工程防治区 ....................... 173 10.4.2 弃渣场防治区 ......................... 173 10.4.3 施工临建防治区 ....................... 174 10.4.4 交通道路防治区 ....................... 174 10.4.5 管理站防治区 ......................... 174 10.5 水土保持监测 ............................ 175 10.5.1 检测时段 ............................. 175 10.5.2 监测内容及方法 ....................... 175
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10.5.3 监测点布设 ........................... 176 10.5.4 监测频次 ............................. 176 10.6 投资概算 ................................ 176 11 环境影响评价 .................................. 178 11.1 设计依据 ................................ 178 11.1.1 法律依据 ............................. 178 11.1.2 规程规范 ............................. 178 11.2 设计目的 ................................ 179 11.3 环境现状 ................................ 180 11.3.1 自然现状 ............................. 180 11.3.2 社会环境现状 ......................... 180 11.4 项目实施对环境的有利影响 ................ 181 11.5 项目实施对环境的不利影响 ................ 181 11.5.1 施工环境影响分析 ..................... 181 11.5.2 营运期环境影响分析 ................... 182 11.6 环境保护措施 ............................ 183 11.6.1 施工期环保措施 ....................... 183 11.6.2 营运期环保措施 ....................... 184 11.7 环境管理与监测 .......................... 185 11.7.1 环境监测 ............................. 185 11.7.2 环境管理 ............................. 185 11.8 投资概算 ................................ 185
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11.9 结论 .................................... 186 12 节能设计 ...................................... 188 12.1 设计依据 ................................ 188 12.2 工程能源消耗 ............................ 189 12.3 工程节能措施 ............................ 189 12.3.1 在运行管理方面 ....................... 189 12.3.2 设计中的节能措施 ..................... 189 12.3.3 施工组织设计 ......................... 189 12.4 节能效果分析 ............................ 190 13 劳动安全与工业卫生 ............................ 191 13.1 设计的目的、范围及依据 .................. 191 13.1.1 设计目的 ............................. 191 13.1.2 设计范围 ............................. 191 13.1.3 设计依据 ............................. 191 13.2 劳动安全、卫生危险与有害因素分析 ........ 192 13.3 劳动安全设计 ............................ 194 13.3.1 施工期间的安全设施 ................... 194 13.3.2 运行管理方面的安全措施 ............... 195 13.4 安全卫生措施 ............................ 196 14 工程投资估算 .................................. 197 14.1 工程概况 ................................ 197 14.2 投资主要指标 ............................ 197
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14.3 编制原则和依据 .......................... 198 14.3.1 估算编制原则和依据 ................... 198 14.3.2 基础单价的计算依据 ................... 198 14.3.3 主要设备价格的编制依据 ............... 199 14.3.4 费用计算标准及依据 ................... 199 14.4 其他说明 ................................ 200 14.5 工程设计估算表 .......................... 200 14.5.1 工程设计估算表 ....................... 200 14.5.2 估算附表 ............................. 200 14.5.3 估算附件附表 ......................... 201 15 经济评价 ...................................... 202 15.1 概述 .................................... 202 15.1.1 项目概况 ............................. 202 15.1.2 编制依据 ............................. 202 15.2 投资、费用计算 .......................... 202 15.3 效益计算 ................................ 204 15.4 国民经济盈利能力分析 .................... 205 15.5 敏感性分析 .............................. 206 15.6 结论 .................................... 206
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某某市花枝水库工程位置图
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工程特性表
序号 名称 单位 数量 备注 一 水文
1 流域面积 km 2
19.2 坝址以上 2 利用的水文系列年限 年 38
多年平均年径流量 万 m 3
19.97
3 代表性流量
设计流域多年平均基流量 mm 3.31
设计洪水标准及流量 m 3 /s 81.8 5.00%
校核洪水标准及流量 m 3 /s 146.4 1.00%
施工导流标准及流量 m 3 /s 31.7 20% 4 泥沙
多年平均悬移质年输沙量 万 t 3.81
多年平均推移质年输沙量 万 t 0.381
二 水库
1 校核洪水位 m 777.80
设计洪水位 m 775.20
正常蓄水位 m 778.10
死水位 m 772.10
汛限水位 m 772.10
2 淹没高程 m 778.10
回水长度 km 0.9
3 水库容积
总库容 万 m 3
181.98
兴利库容 万 m 3
115.98
调洪库容 万 m 3
109.54
死库容 万 m 3
66.0
重叠库容 万 m 3
109.54
四 工程效益指标
1 灌溉效益
面积 万亩 2.31
保证率
50%
年用水总量 万 m 3
115.7
五 淹没损失及工程永久占地
1 淹没人口 人 0
2 淹没房屋 间 0
3 淹没耕地 亩 0
15
4 永久占地 亩 21.35
序号 名称 单位 数量 备注 六 主要建筑物及设备
1 挡水建筑物
型式
碾压式均质土坝
地基特性
更新统低液限粉土、低液限粘土
地震设防烈度 度 Ⅵ
顶部高程 m 780.0
最大坝高 m 12
坝顶长度 m 161
坝顶宽度 m 6
2 放水建筑物
放水涵洞底高程 m 768.0
最大泄流量 m 3 /s 32.76
工作闸门型式尺寸 m 2*2（宽*高）
平板钢闸门
启闭机型式（工作门）
手电两用螺杆式
检修闸门型式尺寸 m 2*2 宽*高）
平板钢闸门
启闭机型式（检修门）
手电两用螺杆式 七 施工
1 坝体施工
土方开挖 万 m³ 152.3
土方回填 万 m³ 6.19
坝体填土 万 m³ 8.06
混凝土 m³ 1670.10
干砌块石护坡 m³ 2625.0
砂卵石垫层 m³ 3180.0
草皮护坡 m³ 350.7
腐植土垫层 m³ 1052.1
干砌块石（综合排水）
m³ 5490.0
卵石层 m³ 2873.0
粗砂层 m³ 3726.0
截水槽开挖 m³ 6300.0
截水槽回填 m³ 6300.0
2 放水塔
土方挖运 m³ 48.5
土方回填 m³ 26.8
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序号 名称 单位 数量 备注
C30 钢筋混凝土放水塔 m³ 269.8
C30 钢筋混凝土工作桥 m³ 20.0
石栏杆 m 32.0
钢筋制安 t 29.0
模板 m 2 446.3
启闭机室 m 2 25.0
3 总工时 万工日 5.4
4 施工期限 月 12
八 经济指标
1 投资估算
总投资 万元 5362.02
静态总投资 万元 5362.02
建设期还贷利息 万元 0
建筑工程 万元 4011.30
机电设备及安装工程 万元 85.59
金属结构设备及安装工程 万元 23.81
临时工程 万元 209.25
独立费用 万元 501.31
基本预备费 万元 241.56
2 经济评价指标
经济净现值 万元 8724.04
经济内部收益率 %
24.21
经济效益费用比
2.49
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1
1
综合说明 1.1
概述 1.1.1
自然地理概况
某某市位于某某省腹地偏西，吕梁山东麓，太原盆地西缘。地理坐标为北纬 37°8′50″～37°29′10″，东经 110°20′50″～ 120°0′24″。东顺磁窑河流向与平遥县、介休县接壤，南以虢义河、昔页颉岭与孝义市交界，西依吕梁山脉与中阳县、离石区相连，北沿石桦崖、墙板山、龙洞梁走向与文水县相邻。市境东西长 52km，南北宽 45km，总面积 1178.91km 2 。
某某市地形为西北高、东南低，由西北向东南逐渐倾斜。市区海拨为 745.5m。西北山区山峦起伏，地形复杂，东南部为冲积平原， 山区间又有黄土覆盖的丘陵区，全市大体分土石山区、黄土丘陵区、冲积平原区三个类型。
土石山区位于市区西北部，是吕梁山的一部分，海拨在 1800m 以上，最高峰为黄芦岭，海拨高程 2085m，面积 343 km 2 ，占全市总面积的 29％。这一地区山高、坡陡、石头多、沟深，植被较好，乔木，灌木丛生，有大片森林分布，牧草资源丰富。
黄土丘陵区位于市区西北到西南一线的山川之间，海拨在 800m 以上，面积 464km 2 ，占全市面积的 39.4％。这一地区地表黄土覆盖， 植被稀少，沟梁纵横，水土流失严重，地下水埋藏较深，经济林较为丰富。
冲积平原区位于市区东部，属于晋中盆地的一部分，海拨高程在 730m 以上，面积 371km 2 ，占全市总面积的 31.5％。这一区域地势平坦、土地肥沃、交通便利、人口稠密，是某某市粮食生产的主要产区。
某某市耕地面积 82.5 万亩，农作物以小麦、高粱、玉米、谷子为主，经济作物主要有棉花油料、瓜菜等。木材林、经济林和天然牧坡 4.5 万公顷，森林覆盖面积达 30 万亩，森林覆盖率 27.5％。其中
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有果木树 145 万株，以核桃树居多。
某某市属于汾河流域，文峪河水系，主要河流有文峪河、磁窑河、虢义河、阳城河、董寺河、禹门河、向阳河、峪道河、小相河、安上河，另有林业沟、石门沟、黄沙沟、炭窑沟、东南沟、脖子沟、寺头沟、龙王沟、旱地沟、小豆沟等较小河沟。
1.1.2
社会经济概况
某某市是吕梁地区及某某中部地区交通运输的重要枢纽，交通条件便利，干线公路四通八达，在全省公路交通网络中处于较重要的位置。境内有国道 307 线，汾屯线、汾介线 3 条干线公路及夏汾高速公路、汾平高速公路。夏汾高速公路纵贯南北，沟通本市与太原及离石的联系，汾平高速是某某省“三纵十一横十一环”高速公路网的重要组成部分，其终点至河北省邢台市，是重要的中部出省通道。汾屯线、汾介线分别由市区通达平遥、介休，并与南同蒲铁路相接。
2011 年，某某市总人口 41.6 万，地区生产总值 84.5 亿元，年均递增 15.52%。全市人均生产总值 20386 元，年均递增 14.98%。财政总收入 18.55 亿元，年均递增 16.9%；城镇居民可支配收入 12103 元， 年均递增 10.7%；农民人均纯收入 6271 元，年均递增 14.53%。全市规模以上工业企业总产值 98.5 亿元，工业增加值 41.53 亿元，年均增长 14.3%。
某某市紧紧围绕“快速发展、转型发展、安全发展、和谐发展、争先发展”，以“一城一区一带”和“一白一黑一绿”建设为重点，着力夯实“三农”基础，扎实推进酒都某某、绿色某某、文化某某、卫生某某和平安某某五个某某建设，改善民生事业，努力把某某打造成区域性中心城市、某某重要的煤焦化工业基地、清香型白酒基地、特色农副产品基地，跨入“三晋一流强市”行列。
根据《某某市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》，到 2015 年某某市 GDP 达到 220 亿元；财政收入达到 50 亿元；全面提升传统优势产业，推进产业集群化和园区化，目前建设中或拟建的工业
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园区有杏花村酒业集中发展园区、肖家庄科技园区、演武橡胶工业园区、三泉焦化园区；农作物播种面积保持在 70 万亩左右；建立起可持续发展的生态系统保障体系。
1.1.3
中部引黄工程概况
某某省中部引黄工程是某某省“十二五规划”大水网建设中一项重要的工程，为“两纵十横”中的第四横。本工程干线自天桥水电站库区取水，供水范围包括 4 市 16 个县（市/区），涉及忻州市保德县；吕梁市兴县、临县、离石区、柳林县、中阳县、石楼县、交口县、孝义市、某某市等 9 县（市/区）；临汾市隰县、蒲县、大宁县、汾西县 等 4 个县；晋中市灵石县和介休市 2 县（市）。
规划供水 6.02 亿 m 3 （生活 0.11 亿 m 3 、工业 2.59 亿 m 3 、农业 3.32 m 3 ），其中忻州供水区 0.13 亿 m 3 ；吕梁供水区 4.28 亿 m 3 ；临汾供水区 1.42 亿 m 3 ；晋中供水区 0.18 亿 m 3 。
中部引黄工程包括取水工程和输水工程。
取水工程位于保德县境内，进水塔位于天桥水电站库区上游枣林沟入黄河沟口处左岸，义门镇东北角，距天桥水电站枢纽约 1.4km。设计取水流量 23.55m 3 /s，设计最低取水水位 830.0m，最高取水水位 834.0m。
取水泵站厂区布置于黄崖沟右岸，面临黄崖沟、背靠山体，规划占地面积 36.4 亩。受地形条件限制，泵站采用侧向进、出水方式， 泵站厂房、110kV 变电站、管理站等建筑物沿黄崖沟向上游方向呈一列布置。泵站装机容量 96000kW，布置 7 台机组（大机组 5 台，小机 组 2 台），备用装机容量 36000kW，大机组单机设计流量 5.89 m 3 /s，小机组单机设计流量 2.95 m 3 /s，水泵设计扬程 200.0m。
输水工程包括总干线、东干线、西干线以及各供水支线输水。输水总干线起于取水泵站出水池，经保德县、兴县、临县、方山 县、离石区后，在离石区东侧穿过东川河后，向南至中阳县城东侧， 在邢家岭（桩号总 200+217.14）处分为东、西干。
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其中东干线起于总干末端（桩号总 200+217.14），向南至孝义下义棠（桩号东干 28+763）处分为汾孝介支线和交汾灵支线。汾孝介支线在孝义下堡镇（桩号汾孝介 14+965）出洞后设分水闸，分别向某某、孝义、介休分水。汾孝介支线出口隧洞底高程 936.15m，设计水深 2.3m。交汾灵支线自下义棠至交口县回龙镇西（桩号交汾灵 32+790.5）处设回龙渡槽，渡槽前设分水口向交口、灵石分水；回龙渡槽后接入交汾灵 2#洞，至汾西县北掌村（桩号交汾灵 51+247.5）
出洞后接配套压力管线至用水区。
输水线路总长 384.5km，总干线长 200.22km，东干线长 28.76km， 西干线长 85.70km，蒲大支线长 3.6km，汾孝介支线长 14.97km，交汾灵支线长 51.25km。
工程总工期 4 年，概算总投资 846927 万元，静态总投资 815615 万元，建设期融资利息 31312 万元，农业灌溉水价 0.3 元/m 3 ，工业 水价 2.0 元/m 3 。
根据《某某省水利厅关于开展某某大水网县域供水规划设计工作的通知》，中部引黄工程汾孝介支线分水口位于孝义市的下堡镇，为某某、孝义和介休三市的分水口，分配给某某市的总水量为 3550 万 m 3 。
1.1.4
项目建设的必要性和任务
1）解决民生问题的需要 水不仅是经济社会发展的瓶颈，也是最重要的民生问题。由于严重干旱缺水、持续开采地下水，造成地下水位严重下降，相当一部分群众吃水困难。“十一五”期间，某某市通过多种形式，解决了 185061 人的农村饮水安全问题。但仍还有 89 村、两个林场 61054 人饮水不安全。只有实施某某市域供水规划，结合当地水资源合理调配中部引黄水资源，才能从根本上保证城乡居民的生活用水。
2）经济可持续发展的需要 某某严重缺水，水资源时空分布不均。根据某某省吕梁市第二次
5
水资源评价，某某市水资源总量9838 万m 3 ，境内地表水可利用量1437万 m 3 ,水资源可利用量 4806 万 m 3 ，水资源可利用率 48.9%；境外文峪河、汾河等地表水可供水量 2500～3000 万 m 3 。目前可利用的水量约 7800 万 m 3 。某某市人均水资源量 220 m 3 ，远低于全国、全省水平， 随着社会经济的发展，水将成为制约全市发展的瓶颈，对水资源的需求和现状水源不足的矛盾日益突出。
随着中部引黄工程引水至某某的日益临近，急需对所分配的水资源进行有效配置，合理规划新的供水管网，彻底解决当地缺水的现状， 满足供水区需水要求。
某某市域供水工程作为某某大水网的配套工程之一，是充分发挥某某大水网工程效益、满足某某转型跨越发展用水需求的重要保证， 是建成有利于某某市水利科学发展、实现向“支撑型水资源”转变的重要保障。
3）生态环境改善的需要 水是生态之基，党的十八大明确提出要重点抓好基础设施和生态文明建设，而且人们对生活环境的要求越来越高，生态环境的好坏成为衡量人们生活质量的重要标志。
某某市建设中或拟建的生态湿地工程有某某禹门河和董寺河环城水系、文湖湿地景区、阳城河和虢义河蓄水景区、杏花湿地和小相河蓄水景区等，生态缺水严重，制约着市域环境的改善和河湖健康保障体系的建立。
合理调配地下水和地表水的用量，多用地表水，少用地下水，才能遏制地下水位的不断下降，扭转被动的生态局面，改善环境，提高人民生活质量，进行生态补水是必不可少和迫切的。
4）充分发挥某某大水网工程效益的需要 某某大水网规划为“两纵十横”，是以纵贯某某南北的黄河北干流和汾河两条天然河道为主线，构建以黄河干流为自北而南的取水水源、汾河干流为纵贯南北的输水通道、大中型蓄水工程及泉水为水源节点、桑干河和滹沱河等天然河流及提调水输水线路为东西向水道的大水网框架。
6
中部引黄工程是大水网规划“两纵十横”中第四横“吕梁线”的骨干工程，分配给某某市的水量为 3550 万 m 3 ，为发挥大水网工程的供水效益，尽早使当地人民受益，急需进行市域供水配套建设。
1.1.5
工程任务及内容
根据《某某市大水网供水配套规划报告》中的规划内容，本工程的主要任务是解决某某市董寺河灌区 2.31 万亩的农作物灌溉用水。
根据工程任务，主要建设内容是利用中部引黄建设花枝调蓄库及其附属建筑物。
1.1.6
供水范围
花枝调蓄库负责董寺河灌区农业灌溉用水。
1.2
水文 1.2.1
流域概况
董寺河位于某某市城区南侧，发源于吕梁山脉石盘山，流经某某市栗家庄乡后，绕城区南侧经阳城乡流入迎新渠后经赵家庄、吴南社， 于申家堡附近与禹门河汇合后，入文峪河。
花枝水库坝址位于文峪河一级支流董寺河上，控制流域面积 19km 2 ，河道长 12.1km，河道纵坡 21.45‰，流域内植被较差。
1.2.2
气象
某某市多年平均气温 10.1℃，极端最高气温 39.9℃（1974 年 6 月 16 日），极端最低气温-27.4℃（1971 年 1 月 30 日），多年平均降水量 438.4mm，多年平均蒸发量 1796.6mm（20cm 蒸发皿），最大冻土深 111cm，多年平均风速 2.2m/s，最大风速 20.1m/s。
7
1.2.3
水文基本资料
由于设计流域上下游附近无水文站，属于无资料地区，因此，本次设计水文分析按照《某某省水文计算手册》中无资料地区的计算方法进行计算。
1.2.4
设计年径流
根据《某某省水文计算手册》，无资料地区设计年径流通过年降水推求。年径流均值计算包括地表年径流均值和基流均值。
花枝水库坝址位于董寺河上，水文分区为中区，在 1:10000 地形图上测算得，坝址以上控制流域面积 19km 2 ，河道长 12.1km，河道纵坡 21.45‰。查《手册》附图 2 得，坝址以上流域产流下垫面地类为黄土丘陵阶地和耕种平地，由《手册》附图 6 可查得 1970-2008 年设计流域多年平均降水量均值为 450mm。
1）地表年径流均值计算 地表年径流均值计算分为等值线法、幂函数模型法和双曲正切模型法三种方法。计算结果见下表（表 1.2-1）， 地表年径流均值计算成果表 表 1.2-1 单位：mm
计算方法 等值线法 幂函数模型法 双曲正切模型法 6.00 5.62 4.89 本次设计取幂函数模型法计算成果。
2）基流均值计算 基流均值计算采用数学模型法，计算结果见下表（1.2-2），
8
基流均值计算成果表 表 1.2-2 单位：mm
产流地类 面积 A i （km 2 ）
c i
c K 0i
K 0
基流均值 黄土丘陵 阶地 13.4 30
35.89 0.75
0.79
3.31 耕种平地 5.6 50 0.9 3）年径流均值计算 年径流均值由地表径流均值与基流均值相加求得，年径流均值为 8.93mm，折合水体为 19.97 万 m 3 。
4）设计年径流计算 根据《手册》计算年径流变差系数，根据计算结果查皮尔逊Ⅲ型曲线离均系数 Φp 值表，求得设计年径流成果见下表（表 1.2-3）， 设计年径流成果 表 1.2-3
设计频率 20% 50% 75% 90% 95% Φp 0.296 -0.414 -0.538 -0.551 -0.551 Kp=（1+ΦpC VR）
1.400 0.441 0.275 0.257 0.257 设计年径流 Rp（mm ）
12.50 3.94 2.45 2.29 2.29 Wp（万 m³）
23.75 7.49 4.66 4.36 4.36
1.2.5
设计洪水
本次设计的调蓄库为小（1）型水库，由于本区域为无资料地区， 根据《某某省水文计算手册》，分别通过推理公式法和流域模型法对设计洪水进行计算。综合分析，本次洪水成果采用综合单位线法的计算结果，计算成果见下表（表 1.2-4），
设计洪水计算成果表
9 表 1.2-4
频率 （%）
面积 （km 2 ）
河长 （km）
坡降 （‰）
综合单位线法 推理公式法 洪峰流量 （m³/s）
最大 24h 洪量 （万 m³）
洪峰流量 （m³/s）
最大 24h 洪量 （万 m³）
0.33
19
12.1
21.45 188.7 149.6 249.2 149.5 1 146.4 109.5 191.1 109.5 2 117.7 85.2 151.1 85.2 3.3 97.7 69.0 119.8 68.9 5 81.8 56.9 93.3 56.9 20 31.7 24.8 30.8 24.8
1.2.6
设计泥沙
悬移质泥沙多年均值的计算采用悬移质输沙模数图法和雨沙模型法进行计算。由于采用输沙模数图计算得到的成果比较粗略，故本次设计采用雨沙模型法计算成果。计算结果见下表（表 1.2-5，表1.2-6）， 雨沙模型法计算结果
表 1.2-5
水文分区 产沙地类 地类参数 Ci 面积权重 产沙地类参数 C
B
m 多年平均产沙降水指标 多年平均悬移质输沙模 数(t/km 2 ) 多年平均悬移质输 沙量(万 t)
中 1 区 黄土丘陵 阶地
2744
0.71
1950
1.26
1.94
0.9
2002
3.81 耕种 平地 50 0.29
多年平均推移质年输沙量和来沙总量计算结果
10 表 1.2-6
雨沙模型法
多年平均悬移质输沙量 (万 t)
β
多年平均推移质输沙量 （万 t）
多年平均来沙总量 （万 t）
3.81 0.1 0.381 4.19
1.3
工程地质 1.3.1
区域地质
工程区位于董寺河中下游，属黄河流域文峪河的一级支流，径流方向 NW～SE。
吕梁山地区是以吕梁山脉为主干，中等切割的山区地貌。主山脊走向近南北，次山脊基本呈东西向展布。区内地势总体西高东低，主要为黄土塬梁丘陵和平原两个地貌单元。海拔 750～1200m 之间，相对高差 260 余米，山坡以中～缓坡为主。
山前黄土塬梁区，分布在峡口断层以南及薛公岭以西，由基岩上覆黄土构成的黄土塬梁丘陵，海拔一般 1100～1250 米，开阔平坦发育有浅切割的黄土沟，靠近山前北西方向沟谷密集切割成黄土长梁， 沟谷深度 100 多米。区内黄土夷平面及基座阶地景观发育，反映出新构造上升运动的特征。
区内植被茂密，植物以自然生长的灌木丛林为主，山脊和沟谷两侧有灰岩出露。在禹门河片麻岩类变质岩分布区泉水露出较多，石灰岩分布区除少数由泥质灰岩隔水形成上层滞水泉，大部分河谷均为干沟。
工程区出露的地层由老到新有古生界奥陶系、新生界第四系。
1.3.2
库区工程地质
采用上坝址方案，水库正常蓄水位为 778.0m 时，水库回水范围
11
3 4
可从坝址区到上游的太汾高速公路桥下，距离大坝约 1Km，董寺河床地面高程由库尾到坝址区为 778.0～766.5m。采用下坝址方案，水库正常蓄水位为 773m 时，水库回水范围可从坝址区到上游的太汾高速公路桥下游 220m 处，距离下坝址大坝约 1.5Km。
董寺河谷两岸不对称发育有两级阶地，均属堆积阶地。Ⅰ级阶地阶面高于河谷底 2～4m，阶面宽 10～30m，Ⅱ级阶地阶面高于河谷底12～18m，阶面宽大于 100m。
库区出露地层岩性由老至新为：
① 第四系上更新统冲积层 （Q pal ）：上部为浅黄色低液限粉土，偶含砾碎石，主要出露于两岸坡，厚 0～30m，下部为褐黄色低液限粘土层，夹有薄层的砂砾石， 厚 35～60m。物理力学性质指标统计见表 3-1。②第四系全新统洪冲积层（Q pal ）：主要为浅黄色低液限粉土层，局部夹卵(漂)石混合土层，分布于河床，厚 0～10m。
库区地下水类型主要为松散岩类孔隙水。主要分布在河床、I 级阶地中，多赋存于第四系全新统洪冲积层及上更新统冲积层孔隙中， 含水层岩性为砂卵砾石层及细粒土，水位均较浅，水动态变化不大。地下水总体由两岸向河床，由上游向下游排泄。
1.3.3
坝址工程地质
工程选取上、下两个坝址进行比较，择优施用，两坝址顺河流方向相距约 670m。
1.3.3.1 上坝址
1.地形地貌 上坝址位于石家庄村北西二环公路上游约 100m 处，河床高程为767.0～772.5m，河道宽约 120m，呈宽阔的‘‘U”字型。左岸坡较陡，近于直立，右岸坡较缓，坡度 10°～35°。两岸均属Ⅱ级堆积阶地， 阶面高程 780m 左右，高于河谷底部 8～13m，阶面宽度大于 100m。两岸坡及河谷底均为松散层覆盖。
12
2.地层岩性 坝址地层由上至下依次为：
（1）第四系全新统洪积（Q 4pal）
地层岩性为低液限粉土，夹极少量砂、砾类土层，在坝址区河谷分布，层厚 2.0～4.0m，该层标准贯入试验实击值为 8～10 击，平均9 击，修正后的锤击数为 7.4～9.8 击，平均值为 8.6 击。
（2）第四系上更新统洪积（Q 3pal）
地层岩性上部为低液限粉土，下部为低液限粘土，夹极少量砂、砾类土层，在整个坝址区两岸表层及河谷全新统低液限粉土层下分布。低液限粉土层厚
0～15m。低液限粘土层厚度大于
5m。3.坝址工程地质评价 （1）坝基工程地质特征 坝基全新统低液限粉土层厚 0～4m，结构松散，工程性质差，不宜作为坝基持力层，需挖除。其下上更新统低液限粉土、低液限粘土结构较密实，工程地质特性较好，存在不均匀变形问题，建议进行处理。
建议地层承载力为：全新统低液限粉土：80～90kPa；上更新统低液限粉(粘)土：90～100kPa。
坝基低液限粉土、低液限粘土开挖边坡地质建议值为 1:0.75。大坝与坝基土的摩擦系数地质建议值为 0.25～0.28。
（2）坝基渗漏 现状条件下坝基土为全新统低液限粉土与上更新统低液限粉土、低液限粘土，设计正常水位 778.0m，坝址区地下水位 766.0～767.0m，全新统低液限粉土层层底最低高程为 765m，该层厚度 3.5m 左右，结构松散，工程性质差，建议清除处理。开挖后，坝基将置于上更新统土层。上更新统低液限粉土层，水平渗透系数为 9.42×10-7 ～6.06× 10 -5 cm/s，平均值 3.38×10 -5 cm/s，大值平均值 5.44×10 -5 cm/s，多属弱透水层；坝基上更新统低液限粘土层水平渗透系数为 1.80×10-7 ～ 2.22×10-5 cm/s，平均值 8.87×10 -6 cm/s，大值平均值 1.75×10 -5 cm/s，垂直渗透系数为 2.85 × 10-7 ～ 6.32 × 10 -6 cm/s ，平均值 2.34 ×
13
10-6 cm/s，大值平均值 6.32×10 -6 cm/s，多属微透水层。
故可视上更新统低液限粉土层为渗漏层，是坝基土渗漏的主要通道，其下的低液限粘土层可视作相对隔水层，上更新统低液限粉土层在坝基处分布厚度 5～8m，平均厚度为 6.5 m。
（3）渗透稳定
坝基低液限粘土、低液限粉土属粘性土，其渗透类型主要是流土。
（4）液化 坝基全新统低液限粉土层厚 0～4m，结构松散，工程性质差，不宜作为坝基持力层，需挖除处理。其下上更新统低液限粉土层粘粒含量 12.4%～27.4%(15 组中只有 3 组小于 17%)，平均值 21.8%， 低液限粘土层粘粒含量 19.0%～40.7%，平均值 31.8%， 可见土层粘粒含量绝大多数大于 17%，工程区位于抗震设防烈度 7 度区, 地震动峰值加速度为 0.15g，根据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）附录 P，可判为不液化。
（5）坝基土湿陷性
根据坝址区坝基处 SJ14-6、SJ14-7、SJ14-8 号竖井取原状土样试验结果，坝基土湿陷系数为 0.001～0.010，均小于 0.015，不具湿陷性。
（6）基坑涌水
坝基设计于低液限粉土与低液限粘土层，地下水位埋深较浅，坝基开挖施工时可能存在基坑涌水问题，需采取排水措施。由于土层渗透性弱、坝基开挖深度小，分析涌水量不大。
1.3.3.2 下坝址
1.地形地貌 下坝址位于石家庄村北西二环公路下游约 570m 处，河床高程为 763.0～765.0m，河谷宽约 100m，呈宽阔的‘‘U”字型。两岸近于直立。两岸均属Ⅱ级堆积阶地，阶面高程 775m 左右，高于河谷底部 10～ 12m，阶面宽度大于 100m。两岸坡及河谷底均为松散层覆盖。
14
2.地层岩性 坝址地层由上至下依次为：
（1）第四系全新统洪积（Q 4 pal）
地层岩性为低液限粉土，夹极少量砂与砾石，在坝址区河谷分布， 层厚 1.0～3.0m，结构松散。
（2）第四系上更新统洪积（Q 3 pal）
地层岩性上部为低液限粉土，下部为低液限粘土，夹极少量砂、砾类土层，在整个坝址区两岸表层及河谷全新统低液限粉土层下分布。低液限粉土层在两岸厚 13～15m，在河谷厚 3～5m。低液限粘土层厚度大于 15m。
3.坝址工程地质评价 （1）坝基工程地质特征 坝基全新统低液限粉土层厚 0～2m，结构松散，工程性质差，不宜作为坝基持力层，需挖除。其下上更新统低液限粉土、低液限粘土结构较密实，工程地质特性较好，存在不均匀变形问题，建议进行处理。
建议地层承载力为：全新统低液限粉土：80～90kPa；上更新统低液限粉(粘)土：90～100kPa。
坝基低液限粉土、低液限粘土开挖边坡地质建议值为 1:0.75。大坝与坝基土的摩擦系数地质建议值为 0.25～0.28。
（2）坝基渗漏 现状条件下坝基土为全新统低液限粉土与上更新统低液限粉土、低液限粘土，设计正常水位 773.0m，坝址区地下水位 762.0～764.0m， 全新统低液限粉土层层底最低高程为 760m，该层厚度 2m 左右，结构松散，工程性质差，建议清除处理。开挖后，坝基将置于上更新统土层。上更新统低液限粉土层，水平渗透系数为 9.42×10 -7 ～6.06× 10 -5 cm/s，平均值 3.38×10 -5 cm/s，大值平均值 5.44×10 -5 cm/s，多属弱透水层；坝基上更新统低液限粘土层水平渗透系数为 1.23×10 -7 ～ 1.36×10 -6 cm/s，平均值 6.00×10 -6 cm/s，大值平均值 1.36×10 -6 cm/s， 垂直渗透系数为 1.73×10 -7 ～2.26×10 -6 cm/s，平均值 9.27×10 -7 cm/s，
15
大值平均值 2.26×10 -6 cm/s，多属极微～微透水层。
故可视上更新统低液限粉土层为渗漏层，是坝基土渗漏的主要通道，其下的低液限粘土层可视作相对隔水层，上更新统低液限粉土层在坝基处分布厚度 3～4m，平均厚度为 3.8 m。
（3）渗透稳定 坝基...
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